Вирусы известны науке с 1892 г. благодаря работам русского ученого Д. И. Ивановского по изучению мозаичной болезни табака. Им было установлено, что возбудителем этой болезни является мельчайший «микроб», проходящий через самые мелкопористые бактериальные фильтры и не способный расти на лабораторных питательных средах. Название «вирус» предложено голландским ученым М. Бейеринком, который подтвердил результаты опытов Д. И. Ивановского и считал, что причиной болезни табака является «жидкое заразное начало» - contagium vivum fluidum, или вирус (от лат. virus - яд). В последующие 20-25 лет были открыты вирусы ящура (1898), саркомы Рауса (1911), бактерий (1915-1917). Таким образом, к началу XX в. стали известны вирусы растений, животных и бактерий.
Вирусы представляют собой биологически активные
структуры не клеточного строения, занимающие промежуточное положение между живой и неживой природой. Одно из важных свойств вирусов, не позволяющее относить их к полноценным живым существам, - это отсутствие самостоятельного обмена веществ - важнейшего свойства живой материи. Вирусы в свободном состоянии представляют собой безжизненные, инертные частицы, отождествляемые с веществом (а не существом). Биологическая активность вирусов проявляется только в зараженных ими клетках. Вирусы - облигатные внутриклеточные паразиты. Но в отличие от паразитов клеточного строения (бактерии, грибы) вирусы паразитируют на генетическом уровне. Не имея собственного метаболизма, они внедряют в клетку хозяина свой генетический материал, который направляет метаболизм клетки на репродукцию вирусных частиц. Так как для репродукции вирусов нужны не только метаболиты клетки, но и функционирующая метаболическая система, вирусы не могут размножаться вне клетки даже на самых сложных по составу питательных средах.
Как оказалось, отличием вирусов от клеточных организмов служит и наличие только одного типа нуклеиновых кислот - либо ДНК, либо РНК. Это тоже в значительной мере определяет неполноценность вируса как живого организма.
Вместе с тем вирусы обладают определенными свойствами, которые ставят их в один ряд с живыми существами. Вирусы состоят из структуры упорядоченных макромолекул белка и нуклеиновой кислоты, а отдельные из них ( вирусы животных, фаги бактерий рода Pseudomonas) содержат липиды и углеводы. Вирусы подобно живым существам клеточной природы обладают способностью к изменчивости и передаче наследственных свойств потомству. Для них характерно явление саморепродукции, т. е. размножения, но этот процесс происходит только за счет энергетических ресурсов и обмена веществ клетки. Таким образом, вирусы представляют своеобразный мир специфических внутриклеточных паразитов. Лишенные собственной системы метаболизма, вирусы в процессе эволюции приспособились к подчинению и использованию метаболизма инфицированной клетки. По сравнению одного из крупнейших вирусологов Андре Львова, «вирус - это вирус», т. е. вирусы являются единственными в своем роде «существами», не похожими ни на растений, ни на животных, ни на клеточные микроорганизмы.
Вирусы следует рассматривать как неклеточную форму существования живой материи, обладающую собственным геномом и способностью к саморепродукции в клетках живых организмов. Структурные и функциональные отличия вирусов от всех известных микроорганизмов состоят в том, что: 1) вирусы не имеют клеточного строения; 2) лишены собственных систем метаболизма; 3) не способны к росту и размножению путем бинарного деления; 4) содержат только один тип нуклеиновой кислоты; 5) для синтеза собственных компонентов используют энергетические и белоксинтезирующие системы клетки-хозяина.
Вирусам присущи две качественно разные формы существования - внеклеточная и внутриклеточная. Внеклеточная форма представлена в виде покоящейся инфекционной частицы - вириона; внутриклеточная может быть в виде реплицирующейся молекулы нуклеиновой кислоты, или нуклеиновой кислоты, включенной в геном клетки-хозяина и образующей комплекс «вирус-клетка».
Происхождение вирусов неизвестно, хотя вопрос этот имеет большое значение для решения многих актуальных задач современной биологии: происхождение жизни, установление
возможных форм живых существ неклеточной структуры и происхождение клеточных организмов, развитие и изменчивость микроорганизмов и др. До настоящего времени о происхождении вирусов существуют лишь гипотезы.
Наиболее распространенными являются гипотезы экзогенного и эндогенного происхождения вирусов по отношению к клетке- хозяину. Согласно экзогенной гипотезе, вирусы произошли от древнейших доклеточных форм и в процессе эволюции приспособились к паразитированию в первичных одноклеточных организмах, а в дальнейшем эволюционировали вместе со своим хозяином. Если это действительно так, то следует считать, что первыми появились вирусы бактерий, затем вирусы многоклеточных организмов - растений и животных.
Сторонники эндогенной гипотезы считают, что вирусы произошли из генетического материала клеток-хозяев Это выще~ пившиеся самостоятельные гены, которые, проникнув в клетку хозяина, направляют ее биосинтетическую деятельность на свое собственное воспроизведение. Основанием для такого предположения служит принципиальное сходство вирусов с некоторыми генетическими элементами клетки, в частности, с F-фактором. С. Лурия и Дж. Дарнелл (1970) считают, что вирус есть не что иное, как часть клетки, т. е. ее компоненты, обладающие достаточной степенью независимости для того, чтобы передаваться от клетки к клетке. Не исключено также, что вирусы - это регрессивные формы патогенных бактерий, у которых в результате паразитизма предельно упростился химический состав и ферментативный аппарат. Вполне допустимо, что РНК- и ДНК-содержащие вирусы имеют разное происхождение.
Вирусы широко распространены в природе и причиняют огромный вред человечеству. Паразитируя в клетках живых
организмов, они вызывают различные заболевания. Вирусы являются возбудителями гриппа, оспы, кори, полиомиелита и других заболеваний у человека; ящура у коров и коз; орнитоза у птиц, а также служат причиной образования некоторых злокачественных опухолей. Весьма многочисленны вирусы заболеваний растений. Это различные мозаики, полосатости и курчавости листьев, некрозы и пятнистости, желтухи и самые разнообразные поражения цветов, плодов и фруктов. В настоящее время известно более ста заболеваний человека, имеющих вирусную природу, а количество вирусных заболеваний растений и животных значительно больше. Вирусами поражаются и микроорганизмы.